《JAVA程序设计A》教学大纲

《JAVA程序设计A》教学大纲适用范围：202X版本科人才培养方案课程代码：08140111课程性质：专业选修课学分：4学分学时：64学时（理论48学时，实验16学时）先修课程：信息处理技术、C程序设计后续课程：JavaWeb编程适用专业：数据科学与大数据技术开课单位：计算机科学与技术学院一、课程说明《JAVA程序设计A》是数据科学与大数据技术专业的一门专业选修课。本课程从Java语言着手，系统阐述面向对象程序设计的编程思想，是学习后续程序设计和软件开发等编程课程的基础和纽带。其内容主要包括面向对象程序设计思想与特性、Java程序概述、Java编程基础、面向对象中的继承、多态、接口、异常处理等概念、集合、文件与I/O流、JDBC数据库操作、多线程与网络编程等。通过本课程的学习，使学生学会使用Java语言编写应用程序，并能熟练地进行程序的调试和维护，为学生从事软件开发解决实际问题奠定良好基础。二、课程目标通过本课程的学习，使学生达到如下目标：课程目标1:掌握面向对象的编程思想，熟练掌握Java语言的运行机制、基础知识和语法，深入理解Java语言中抽象、封装、继承、多态、接口、内部类、异常处理机制等面向对象程序设计特性，并掌握Java语言中集合、文件与I/O流、JDBC、多线程和网络编程等的使用。掌握运用面向对象程序设计技术解决实际问题的方法和技能，为软件开发打下扎实的编程基础。课程目标2：培养学生面向对象程序设计的思维能力，学生发现问题、分析问题及解决问题的能力，能基于Java语言、运用面向对象程序设计思想编写简单应用程序，选择和应用不同开发环境和工具进行开发和实现，并能正确、熟练地进行程序的调试和维护，具备规范化、标准化的代码编写习惯，具备从事软件开发的基础能力以通过开发软件来解决社会需求中的一些实际应用问题。课程目标3：具有较强的自我更新知识和技能的能力，能紧跟面向对象程序设计和Java语言的前沿动态。具备创新创业素养、能独立思考和运用软件来解决问题，具备软件开发岗位职业素养和工匠精神，具备良好的沟通能力、团队协作精神和抗压能力以及终生学习意识。三、课程目标与毕业要求《面向对象程序设计》课程教学目标对数据科学与大数据技术专业毕业要求支撑见表1。表1课程教学目标与毕业要求关系毕业要求指标点课程目标支撑强度3.设计/开发解决方案3.2能够针对大数据应用相关领域的复杂工程问题设计整体项目解决方案，掌握项目开发全周期、全流程的基本设计/开发方法和技术，完成项目的软硬件设计、仿真、实现、运行和维护等。课程目标1:掌握面向对象的编程思想，熟练掌握Java语言的运行机制、基础知识和语法，深入理解Java语言中抽象、封装、继承、多态、接口、内部类、异常处理机制等面向对象程序设计特性，并掌握Java语言中集合、文件与I/O流、JDBC、多线程和网络编程等的使用。掌握运用面向对象程序设计技术解决实际问题的方法和技能，为软件开发打下扎实的编程基础。M4.研究4.2能够基于科学原理并采用科学方法对数据科学与大数据技术领域相关问题选择研究路线，并设计实验方案。课程目标2：培养学生面向对象程序设计的思维能力，学生发现问题、分析问题及解决问题的能力，能基于Java语言、运用面向对象程序设计思想编写简单应用程序，选择和应用不同开发环境和工具进行开发和实现，并能正确、熟练地进行程序的调试和维护，具备规范化、标准化的代码编写习惯，具备从事软件开发的基础能力以通过开发软件来解决社会需求中的一些实际应用问题。M5.使用现代工具5.2能够选择与使用恰当的技术、资源、现代工程工具和信息技术工具，对数据科学与大数据技术领域复杂工程问题进行预测与模拟。课程目标2：培养学生面向对象程序设计的思维能力，学生发现问题、分析问题及解决问题的能力，能基于Java语言、运用面向对象程序设计思想编写简单应用程序，选择和应用不同开发环境和工具进行开发和实现，并能正确、熟练地进行程序的调试和维护，具备规范化、标准化的代码编写习惯，具备从事软件开发的基础能力以通过开发软件来解决社会需求中的一些实际应用问题。课程目标3：具有较强的自我更新知识和技能的能力，能紧跟面向对象程序设计和Java语言的前沿动态。具备创新创业素养、能独立思考和运用软件来解决问题，具备软件开发岗位职业素养和工匠精神，具备良好的沟通能力、团队协作精神和抗压能力以及终生学习意识。H注：表中“H（高）、M（中）”表示课程与相关毕业要求的关联度。四、教学内容、基本要求与学时分配1.理论部分理论部分的教学内容、基本要求与学时分配见表2。表2教学内容、基本要求与学时分配教学内容教学要求，教学重点难点理论学时实验学时对应的课程目标1.Java概论1.1Java的发展历史1.2Java的基本概念、原理1.3JDK的安装、配置方法1.4Java的工作原理教学要求：能够安装JDK，配置开发环境和常用的外围设备；理解Java程序的工作原理；了解Java的发展简史。重点：Java虚拟机的概念；Java运行环境设置和开发工具的使用。难点:程序的编写、调制和运行；工具包的使用4212.Java基本语法2.1简单数据类型；2.2运算符和表达式；2.3控制语句：if，switch，for，while，do2.4一维数组和二维数组教学要求：掌握Java的基本数据类型、运算符和表达式的使用和优先级、流程控制语句、数组的使用方法、Java的标识符、定义和使用变量和常量。重点：运算符与表达式、流程控制语句、数组。难点：流程控制语句、数组。421、23.面向对象编程3.1面向对象的基本概念3.2对象与类3.3继承与多态3.4构造方法3.5接口和包3.6异常处理教学要求：理解面向对象程序设计的基本概念、特性。理解接口、包的作用和用法。掌握类与对象的关系。掌握类和对象的定义及使用。掌握方法、构造函数的概念，掌握Java对异常的处理机制。重点：类与对象的使用、构造函数的使用、区别方法重载和方法覆盖。掌握多态、构造方法的继承和重载、接口的实现和异常处理的方法。难点：对接口、包作用的理解。1641、2、34.图形用户界面4.1图形用户界面概述4.2常用的容器和组件4.3事件处理概述4.4布局管理器教学要求：掌握图形用户界面实现的基本原理和方法、掌握Java语言中图形用户界面程序的编写，掌握基本图形的绘制方法。重点：常用GUI标准组件的使用。难点：Java事件处理和事件适配器的使用。641、2、35.输入与输出5.1I/O流概述5.2字节流5.3字符流5.4文件处理教学要求：了解流的概念。理解基本的I/O对象。掌握I/O的处理、字节流的处理、字符流的处理。重点：使用文件流对文件的操作。难点：不同情况下使用适当的字符输入流。61、2、36.线程6.1多线程的基本概念6.2线程的使用方法6.3多线程同步教学要求：了解多线程的优先级和执行机制。理解线程与多线程的概念。理解线程同步的方法。掌握Java中多线程的两种创建方法（继承Thread类与实现Runable接口）。重点：掌握线程的实现方法。难点：掌握线程的同步实现方法。41、2、37.集合7.1集合的基本概念7.2Collection接口7.3List接口7.4Set接口7.5Set接口教学要求：了解集合的概念，掌握集合遍历方法和Iterator迭代器的使用。掌握Collections工具类的使用，Lambda表达式。重点：ArrayList、LinkedList、Iterator遍历、HashSet、TreeSet、Map遍历。难点：Lambdda表达式。41、2、38.网络编程8.1网络编程的基本概念：网络协议、IP地址、端口、URL等8.2URL类与InetAddress类的使用。8.3基于连接的套接字通信方式。教学要求：掌握Java网络编程的基本原理与方法。重点：URL、端口等基本概念；套接字通信方式。难点：使用套接字通信方式编程。221、2、39.JDBC9.1JDBC概述9.2JDBCAPI基本内容和使用9.3JDBC编程教学要求：理解JDBC、数据源、JDBC类的概念。理解JDBC与MySQL等数据库的连接机制。掌握JDBCAPI访问网络数据库的应用技术。重点：JDBCAPI访问网络数据库的应用技术。难点：API函数应用。221、2、3合计48162.实验部分实验部分的教学内容、基本要求与学时分配见表3。表3实验项目、实验内容与学时实验项目实验内容和要求实验学时对应的课程目标1.Java基本语法实验内容：熟悉JDK开发环境、使用条件语句、循环语句、数组编写程序；实验要求：掌握Java语句书写规范；掌握if、switch、for语句；一维数组的概念、定义和使用41、22.面向对象实验内容：类的继承、封装、多态、接口。实验要求：掌握类的继承的基本特征、封装的方法、接口的应用。理解多态。41、23.图形用户界面实验内容：图形用户界面组件的使用。实验要求：掌握容器与组件的使用，事件对象和事件处理机制。41、2、34.网络编程、数据库实验内容：URL类与InetAddress类的使用，基于连接的套接字通信方式。MySQL与Java连接。实验要求：了解Java的线程、URL、Socket通信机制、加载数据库驱动和连接数据库的Java程序。41、2、3合计16五、教学方法及手段本课程以课堂讲授为主，结合讨论、案例、视频资源共享、实验等教学手段完成课程教学任务和相关能力的培养。在教学中注重培养学生的学习兴趣，将教学中设计的每个任务和项目案例结合，培养学生思考问题、分析问题和解决问题的能力；提高学生应用知识的能力，从而达到教学效果的最优化。在实验教学环节中，通过启发式教学、讨论式教学，采用教师讲授和学生动手操作的方法；在实验中要严格遵守实验纪律，每完成一项实验，要认真完成一份实验报告。在实验中培养学生自主学习能力、实际动手能力，激发学生的创新思维。六、课程资源1.推荐教材（1）黑马程序员著.Java基础案例教程（第2版）[M].北京：人民邮电出版社，2021.（2）宋晏，杨国兴主编.Java程序设计及应用开发[M].北京：机械工业出版社，2019.（3）何受倩，吴道君等主编.Java程序设计教程[M].北京：中国铁道出版社中国铁道出版社，2020.2.参考书（1）耿祥义.Java程序设计基础((第2版)[M].北京：清华大学出版社，2021.（2）王爱国.Java面向对象程序设计.[M].北京:机械工业出版社，2020.（3）教育部考试中心.全国计算机等级考试二级教程——Java语言程序设计(2021年版)[M].北京：高等教育出版社，2020.3.期刊（1）GaoYuan.ApplicationofJavaprogramminglanguageincomputersoftwaredevelopment[J].Networksecuritytechnologyandapplication,2021(01):40-42.（2）梁秀俊,刘璐,刘彦丰等.基于Java语言的在线导热实验虚拟仿真软件开发[J].实验室研究与探索,2022,41(2):106-111.（3）朱向阳.基于Java的一体化加工自动归档平台设计[J].华北理工大学学报(自然科学版),2022,44(2):106-113+120.（4）邓小鸿,拜亚萌,黄斌等.一种可检测Java程序盗版的动态胎记技术[J].计算机工程与应用，2010,46(17):69-71+84.（5）刘嘉华,万明,周晨.基于双向LSTM的Java开源软件漏洞检测[J].计算机应用与软件,2020,37(12):322-327.4.网络资源：（1）Java教程｜菜鸟教程网站[EB/OL].[2013-2023]/java/java-tutorial.html（2）廖雪峰．廖雪峰的官方网站[EB/OL].(2019-01-01)[2022-09-01]/wiki/1252599548343744（3）甲骨文中国Oracle提供的技术资源[EB/OL]./cn/technical-resources/七、课程考核对课程目标的支撑课程成绩由过程性考核成绩和期末考核成绩两部分构成，具体考核/评价细则及对课程目标的支撑关系见表4。表4课程考核对课程目标的支撑考核环节占比考核/评价细则课程目标123过程性考核课堂表现20（1）根据课堂出勤情况、课程视频、章节学习等情况进行考核，满分100分。（2）以平时考核成绩乘以其在总评成绩中所占的比例计入课程总评成绩。√√√1082作业10（1）主要考核学生对各章节知识点的复习、理解和掌握程度，满分100分；（2）每次作业单独评分，取各次成绩的平均值作为此环节的最终成绩。（3）以作业成绩乘以其在总评成绩中所占的比例计入课程总评成绩。√√√442实验10（1）根据每个实验的实验操作完成情况和实验报告质量单独评分，满分100分；（2）每次实验单独评分，取各次实验成绩的平均值作为此环节的最终成绩。（3）以实验报告成绩乘以其在总评成绩中所占的比例计入课程总评成绩。√√√442期末考核60（1）期末测试成绩100分，以测试成绩乘以其在总评成绩中所占的比例计入课程总评成绩。（2）主要考核Java的基本语法、面向对象、线程、集合、图形界面等内容。（3）测试题型为：程序设计、程序改错题等。√√√30255合计：100分484111八、考核与成绩评定1.考核方式及成绩评定考核方式：本课程主要以课堂表现、作业